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变压器内部故障早期诊断及分析处理

文章出处:http://www.baidu.com/ 人气:发表时间:2020-06-05 13:45:08

  变压器在电力系统中是重要的设备之一,更是电网系统中的核心元件,变压器的故障会直接对整个电网的可靠性和系统的正常运行产生严重影响。因此,开展变压器故障早期诊断,对保证变压器长期安全可靠运行,减少不必要的停用,防止设备烧损事故,避免重大经济损失具有极为特殊的意义。我国电力系统使用的主变压器多为油浸式变压器,其内部变压器油和固体绝缘材料由于受电场、热、湿度、氧等因素的影响,会逐渐老化、分解,产生少量的氢、低分子烃类气体、一氧化碳和二氧化碳等气体,且大部分溶解在油中。当变压器内部存在潜伏性故障或故障加剧时,油中溶解气体数量会相应增加。显然,故障气体的组成、含量和产气速率是诊断变压器故障存在、发展以及故障性质的重要依据,通过检测变压器油的色谱情况,对早期诊断变压器的内部故障和故障性质,提出针对性防范措施,实现安全生产至关重要。

  变压器的内部故障一般可分为两类:即过热故障和放电故障,过热故障按温度高低,可区分为低温过热,中温过热与高温过热三种情况;放电故障又可依据能量密度的不同,可分为高能量放电、低能量放电和局部放电三种类型。至于机械性故障及内部进水受潮等,将终发展为电性故障而表现出来。

  过热故障是由于有热应力所造成的绝缘加速劣化。如果热应力只引起热源外绝缘油的分解,所产生的特殊气体主要是甲烷和乙烯,二者之和一般占总烃的80%以上,而且随着故障点的温度升高,乙烯所占比例将增加,严重过热会产生微量乙炔。当过热涉及固体绝缘材料时,除产生上述物质外,还产生大量的一氧化碳和二氧化碳,若无CO、CO2,就可能属裸金属局部过热性故障。

  放电故障是在高电应力作用下所造成的绝缘劣化。高能量放电故障,又称电弧放电故障,这种故障产气量大、气体产生剧烈,运用测定油中溶解气体的方法不易对其进行预诊断,往往是在出现故障后,我们才可根据油中气体、瓦斯成分的分析,对变压器故障的性质和严重程度进行诊断。高能量放电故障气体主要串联谐振是乙炔和氢,其次是乙烯和甲烷;若涉及固体绝缘,CO的含量也较高;低能量放电故障一般是电火花放电,其故障气体主要是乙烯和氢。由于其故障能量较小,总烃一般不会高;局部放电故障产气特征是氢成分多(占氢烃总量的85%以上),其次是甲烷,局部放电的后果是绝缘老化,如任其发展,会引起绝缘损坏,甚至造成事故。

  变压器内部故障诊断方法

  1.测定故障特征气体含量(分析数据)并与油中溶解气体含量的注意值进行比较。若气体浓度达到注意值(总烃、氢注意值均为150ppm,乙炔的注意值为5ppm),就应引起注意加强跟踪分析,查明原因。

  2.虽然注意值在反映故障的概率上有一定的可参考性,但由于受到油中气体含量、变压器容量、运行方式、运行年限等相关因素的影响,仅仅根据注意值的分析结果还难以正确诊断变压器故障的严重性,绝不能作为划分设备有无故障的唯一标准。在此基础上,还应充分考虑产气速率等方面的影响,对所诊断的变压器和查对的特征气体应有所侧重、有所区别。只有这样,我们才可根据分析进一步确定变压器有无故障,并对故障的性质作出初步的估计。产气速率与故障能量大小、故障部位以及故障点温度等情况直接相关。通过测定故障气体产气速率,便可对变压器内部状况做进一步的诊断。

  3.为弄清气体产生的真正原因,避免非故障原因所带来的误判断,在变压器故障诊断时,我们还应全面了解所诊断变压器的结构、制造、安装和运行、检修以及辅助设备等诸多方面的情况,结合色谱分析数据进行综合分析,以便正确诊断变压器有无故障。

  主题词:变压器 试验变压器

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